Пространственная дискретизация

Учитель Комкова М.С.

• Графическая информация может быть представлена в аналоговой и дискретной формах.

• Примером аналогового представления графической информации может служить живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.

• Графические изображения из аналоговой (непрерывной) формы в цифровую (дискретную) преобразуются путем пространственной дискретизации.
• Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол).
• Изображение разбивается на отдельные маленькие элементы (точки, или пиксели), причем каждый элемент может иметь свой цвет (красный, зеленый, синий и т. д.).

• Пиксель — минимальный участок изображения, для которого независимым образом можно задать цвет.

• В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, содержащих, в свою очередь, определенное количество точек.

• Важнейшей характеристикой качества растрового изображения является разрешающая способность.
• Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек как по горизонтали, так и по вертикали на единицу длины изображения.
• Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность и, соответственно, выше качество изображения.
• 1 дюйм = 2,54 см

• В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов, т. е. наборы цветов, в которые могут быть окрашены точки изображения.
• Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки.
• Количество цветов N в палитре и количество информации I , необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:

N=2 i

• В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) палитра цветов состоит всего из двух цве­тов (черного и белого). Каждая точка экрана может прини­мать одно из двух состояний — «черная» или «белая», следовательно, по формуле (1.1) можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки:

2 = 2 i = 2 1 = 2 i = i=1 бит.

• Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения, называется глубиной цвета.

Глубина цвета, (битов)

Количество цветов в палитре, N

4

2 4 =16

8

2 8 = 256

16

2 16 =65 536

24

2 24 =16 777 216

• Качество изображения на экране монитора зависит от величины пространственного разрешения и глубины цвета.
• Пространственное разрешение экрана монитора определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке. Монитор может отображать информацию с различными пространственными разрешениями (800 х 600, 1024 х 768, 1152 х 864 и выше).

• Чем больше пространственное разрешение и глубина цвета, тем выше качество изображения.
• В операционных системах предусмотрена возможность выбора необходимого пользователю и технически возможного графического режима.

• Информационный объем требуемой видеопамяти можно рассчитать по формуле:
• где I — информационный объем видеопамяти в битах;
• X • Y — количество точек изображения (X — количество точек по горизонтали, Y — по вертикали);
• I — глубина цвета в битах на точку.

• Пример: необходимый объем видеопамяти для графического режима с пространственным разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита равен:
• 1 п = I *X *У = 24 бита х 800 х 600 = 11 520 000 бит = = 1 440 000 байт = 1 406,25 Кбайт ~ 1,37 Мбайт.

• Качество отображения информации на экране монитора зависит от размера экрана и размера пикселя. Зная размер диагонали экрана в дюймах (15", 17" и т. д.) и размер пикселя экрана (0,28 мм, 0,24 мм или 0,20 мм), можно оценить максимально возможное пространственное разрешение экрана монитора.